Question

3．已知過氧化鈉（化學(xué)式為Na₂O₂）是一種淺黃色固體粉末，可用作呼吸面具里的供氧劑，利用人呼出的二氧化碳與Na₂O₂反應(yīng)放出O₂，供給人的正常生命活動(dòng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂．某同學(xué)利用該反應(yīng)原理制取氧氣，設(shè)計(jì)了如圖一所示的實(shí)驗(yàn)裝置．

（1）裝置①中CO₂的制取方法有多種，若用稀鹽酸和石灰石制取CO₂，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O若用加熱NaHCO₃固體制取CO₂，應(yīng)該選用的發(fā)生裝置為A（選填圖二中的字母）．
（2）夏天室溫很高的時(shí)候，檢驗(yàn)A裝置氣密性的合理方法是：將導(dǎo)管口放入水面下，然后用熱毛巾捂住試管外壁或用酒精燈微熱試管，若導(dǎo)管口有氣泡冒出…，說明裝置不漏氣．
（3）為收集純凈干燥的O₂，裝置③中盛放的試劑為氫氧化鈉溶液，作用是除去二氧化碳；裝置④中盛放的試劑為濃硫酸，作用是干燥氣體；則⑤中收集方法可選用真空袋收集法．
（4）當(dāng)觀察到裝置②中淺黃色固體變成白色時(shí)應(yīng)停止通CO₂．
（5）此外，過氧化鈉也能與水反應(yīng)生成堿和氧氣，試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，若用此反應(yīng)制O₂，可選用的發(fā)生裝置為B（選填圖二中的字母）．

Answer 1

分析 （1）石灰石的主要成分為碳酸鈣，可以和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，可以據(jù)此寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式；碳酸氫鈉在加熱的條件下分解產(chǎn)生二氧化碳，所應(yīng)該選擇固固加熱型的反應(yīng)裝置；
（2）檢驗(yàn)該裝置氣密性的合理方法是：將導(dǎo)管口放入水面下，然后用熱毛巾捂住試管外壁或用酒精燈微熱試管，若導(dǎo)管口有氣泡冒出，說明裝置不漏氣．
（3）通入的二氧化碳不可能被全部反應(yīng)掉，為了得到較純凈的氧氣，應(yīng)該在③中加入氫氧化鈉溶液來吸收二氧化碳，為了得到較干燥的氧氣，④中盛放的試劑應(yīng)為濃硫酸來吸水干燥氧氣；為收集純凈干燥的O₂，可以據(jù)此解答；
（4）根據(jù)過氧化鈉是一種淺黃色固體粉末，Na₂CO₃是白色固體解答；
（5）據(jù)反應(yīng)原理書寫方程式，并反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇發(fā)生裝置．

解答 解：（1）石灰石的主要成分為碳酸鈣，可以和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，化學(xué)方程式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O，碳酸氫鈉在加熱的條件下分解產(chǎn)生二氧化碳，所應(yīng)該選擇固固加熱型的反應(yīng)裝置即A裝置；
（2）檢驗(yàn)該裝置氣密性的合理方法是：將導(dǎo)管口放入水面下，然后用熱毛巾捂住試管外壁或用酒精燈微熱試管，若導(dǎo)管口有氣泡冒出，說明裝置不漏氣；
（3）通入的二氧化碳不可能被全部反應(yīng)掉，為了得到較純凈的氧氣，應(yīng)該在③中加入氫氧化鈉溶液來吸收二氧化碳；為了得到較干燥的氧氣，④中盛放的試劑應(yīng)為濃硫酸來吸水干燥氧氣；為收集純凈干燥的O₂，最好選用真空袋收集法，防止混入水蒸氣和其他氣體；
（4）過氧化鈉是一種淺黃色固體粉末，Na₂CO₃是白色固體，故當(dāng)觀察到裝置②中淺黃色固體變成白色時(shí)應(yīng)停止通CO₂；
（5）過氧化鈉也能與水反應(yīng)生成堿和氧氣，據(jù)反應(yīng)前后元素的種類不變，則生成的堿是氫氧化鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，該反應(yīng)不需加熱，屬于固液常溫型，且過氧化鈉是粉末狀固體，所以不能用B裝置，應(yīng)選擇C．
故答案為：（1）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑，A；
（2）用熱毛巾捂住試管外壁或用酒精燈微熱試管；
（3）氫氧化鈉溶液，除去二氧化碳，濃硫酸，干燥氣體，真空袋收集；
（4）淺黃色固體變成白色；
（5）2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了過氧化鈉與二氧化碳的反應(yīng)及其反應(yīng)產(chǎn)物氧氣和氣體的除雜，完成此題，可以依據(jù)題干提供的信息以及已有的知識(shí)進(jìn)行，能較好考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和應(yīng)用能力．